二氧化碳生命来自海底“黑烟囱”又有了新证据( 二 )
氮的发现提示生命起源新可能
孙卫东表示 ， 当前主流的地球生命起源的假说有两个 ， 一个假说认为 ， 地球生命起源于地球原始大气放电 ， 另一个假说则认为 ， 地球生命起源于深海热液系统 。 1953年著名地球化学家、诺贝尔奖得主哈罗德·C·尤里与其硕士研究生斯坦利·米勒模拟原始大气组分把氢气、甲烷和氮气等放在抽成真空的玻璃仪器中 ， 使用一个电弧放电 ， 模拟大自然的电闪雷鸣 ， 最终得到了组成生命不可缺少的蛋白质原料——氨基酸 。 米勒把实验结果写成论文 ， 并公诸于世 ， 立刻引起轰动 ， 世界各国科学家纷纷仿效 。
“但是很多研究认为地球和其他类地行星的原始大气是以二氧化碳和氮气为主的 。 即米勒实验所用模拟大气组分与原始大气尚有区别 。 目前主流的观点认为深海热液系统是生命起源的场所 。 ”孙卫东说 ， 生物学研究表明超嗜热菌很可能是地球上生命的共同祖先 ， 因此热液系统一直被认为与生命起源密切相关 。 但是热液流体中缺少合成氨基酸的关键元素——氮 ， 这是早期生命起源于热液这一假说中最致命的问题 。
“而此次发现的超临界二氧化碳流体中还含有非常高的氮气组分 。 ”孙卫东表示 ， 这不仅解决了热液生命起源假说中氮来源的问题 ， 同时具备诸多特性的超临界二氧化碳还为早期地球从无机到有机的过程提供了绝佳的反应介质 。
张鑫介绍 ， 此次发现的超临界二氧化碳流体的拉曼光谱中还含有大量未知的拉曼谱峰 ， 它们的归属表明 ， 这些未知的峰大多与碳—氢、碳—碳、碳—氮、氮—氢有关 ， 这证明深海热液区喷发的超临界二氧化碳流体中很可能含有大量有机物质 。 考虑到超临界二氧化碳在甲酸、氨基酸等有机合成中的重要作用 ， 研究团队推测这些未知的有机物很有可能与氨基酸合成相关 。
由此 ， 该项发现也带来了新的生命起源的启示 。 “在形成月球的大碰撞之后 ， 地球的原始大气逐步形成 。 此时的原始大气中含有数百大气压的水蒸气和超过一百大气压的二氧化碳 ， 以及氮气等 。 在原始海洋形成后 ， 当温压条件大于31摄氏度和73个大气压时 ， 二氧化碳将以超临界流体相态存在 ， 因此在地球表面存在超临界态的二氧化碳层 。 ”孙卫东进一步解释 ， “在水圈与大气圈的交界面上 ， 氮气和矿物微粒可以被稠密的超临界二氧化碳所吸附 。 超临界二氧化碳、水、氮气在矿物颗粒的催化下 ， 完成了从无机到有机的转化 ， 并产生了生命体必须的氨基酸等有机大分子 。 ”
（责任编辑： HN666）
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